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​拥抱未来:重塑区块链的经济逻辑

2018-08-29

是时候抛弃通证经济学了。

编者按:本文来自海松ta说(ID:haisong2),作者:陈波,星球日报经授权发布。

前言

从人人拥抱到人人喊打需要多久?

P2P的历史告诉我们这个时间可以短到两三个月,区块链有可能正在经历同样的命运。

细细品味本轮监管风暴的逻辑,血雨腥风尚未到来,对媒体的整改只是一个开胃菜。很快,针对交易所,投资方,乃至某些个人的整顿会逐步到来。

但这次清场并不是对区块链的彻底否定,而是在为正规军的入场扫清障碍。或者说,这是一个划清界限的过程。那些把区块链和数字货币玩坏的人将成为历史。

区块链对社会历史的改变将伴随着血雨腥风,其中总会充斥贪婪的投机者,但最终将这些投资者挤出的过程,便是形成“最大共识”的自然进化之路。

通证经济学是个大杂烩,并不能称为一个体系,而是一个个各怀鬼胎的人把自己的私货丢进去的大箩筐。

当然,通证经济学所要解决的实际问题也是切实存在的,然而所有人都心急火燎的谈论通证模型该如何设计,却没有人认真思考共识的本质,以及通证的内在逻辑是否站得住脚。

经济学界也没有严肃的思考区块链的经济学基础,因为大部分经济学家缺少科技背景,被眼花缭乱的新名词搅浑了视线,而工程界则忙于创造各类技术愿景,却不能思考这些愿景是否存在经济学基础。

如果承认所谓通证经济学只是过去区块链乱象的一个折射,那么要与历史划清界限,就必须重塑区块链的经济基础。

这个基础既要符合区块链的技术特征,又要符合经济学的基本假设。只有回归到共识的基础上才有可能解决通证的一切问题。

这是共识经济学(BCE理论)提出的背景。共识经济学并不是一个复杂高深的理论,它在前人的基础上进行了小步创新,融合了生态学,信息熵和经济学的主流观点,是一个跨学科的产物。

共识经济学的最大创新是发现了熵资产的存在。熵资产是个意外但合乎情理的发现。一直以来,当人们谈论共识和通证的时候,在两者之间的逻辑转换总是存在断裂,熵资产补充了这一环节。

引入了熵资产,意味着引入了经济学的稀缺性假设,这实现了对通证的约束。通证经济学从来没有建立起一个内在的收敛机制,而共识经济学解决了这一问题。

从中本聪共识开始建立共识的模型,引入熵资产并论证通证的存在价值,用最优赋能三角来解释赋能的原理,并进一步讨论通证的定价机制和管理机制,共识经济学采用尽可能小的术语系统和逻辑线条来构建其分析框架。

此次发布的白皮书仅为共识经济学的第一份研究成果,或许还存在一些瑕疵,但作为原创者,我对共识经济学的未来充满信心。感谢本次联合发布的媒体,我们共同相信未来一个真正值得信任的区块链圈子正在塑造之中。

区块链共识经济学白皮书

发现熵资产

摘要:通证经济学存在致命的缺陷。共识经济学(Blockchain Consensus Economics,简称BCE理论)通过引入熵资产补充了共识和通证之间缺失的逻辑链条,并系统地讨论了共识,熵本位,最优赋能三角,归零风险,币值管理等概念,以揭示共识、熵资产、通证和法币之间的内在关联,从而为区块链项目的开发提供理论支撑。本白皮书是关于共识经济学系列的第I辑,将为后续的内容奠定理论框架。

本白皮书的部分观点如下:

  • 当前的通证经济学存在致命的缺陷,不能成为一个完备的逻辑体系。

  • 在共识和通证之间存在着逻辑链条的缺失,导致了币圈和链圈的脱节,熵资产的引入有助于解决这一问题。

  • 共识的本质是形成预期,预期的本质则是熵。通证是对熵的一种数量化方式,每一个单位的通证代表一份熵,数字资产本质上是以通证来度量的熵资产。

  • 在中本聪共识的强约束条件下,通证的数量严格对应于熵资产,这是一种熵本位主义。但其他的共识均对中本聪共识进行了放松,使得通证脱离了熵本位。

  • 工作量证明机制先有熵资产后有通证,权益证明机制先有通证后有熵资产。

  • 所谓通证的法币价格是指达成最优赋能三角时,通证对法币的替代效应。

  • 通证归零的原因是熵资产归零,熵资产归零的原因是项目最终无法达到最小网络规模,共识建立失败。

本白皮书的基本结构如下:

  • 引子

  • 从中本聪共识展开

  • 共识是熵

  • 通证锚定熵资产

  • 熵本位

  • 最优赋能三角与替代效应

  • 归零风险与币值管理

  • 结语

1. 引子

迄今为止尚未有一套完备的经济学理论解释区块链的运行原理。当前流行的通证经济学虽然取得了一定的进展,但仍未建立起严谨一致的分析框架,导致大量区块链项目陷入了混乱的发展格局。本白皮书重新回顾了区块链发展的逻辑,跳出通证中心主义的分析框架,以共识为核心提出了区块链共识经济学理论(Blockchain Consensus Economics,简称BCE理论或共识经济学)。

BCE理论认为通证经济学存在致命的缺陷。通证经济学始终没有形成对通证的准确定义,无法解释通证的本源是什么,使得对通证的定义基本依赖于人为解读。如果无法为通证的存在找到一个合理的理由,那么通证相对于法币就不是必须的,其不过是由法币定价的一种虚拟商品,通证经济学也就无法成为一个完备的逻辑体系。同时,通证经济学没有建立起关于稀缺性的内在假设,也就无法对长期均衡进行分析,使其过度关注短期的价格波动,即所谓的币值管理,而对于长期风险,如币值归零等缺乏解释能力。此外,通证经济学认为通证的价值是通过交易发现的,这是个荒诞的结论,如果不能找到通证价值的本源,那么依赖交易产生的价格就是无意义的。

上述一系列问题暗示了通证经济学的内在缺陷,导致当前以通证经济学为基础开展的所谓币改、链改等行为正沦为“数字游戏”和“营销策略”。

共识经济学意识到了通证经济学的局限性,也吸收了其所要解决的现实问题和部分观点,但采用了一套完全不同的方法论,建立了共识经济学理论。共识经济学抛弃了狭隘的通证中心主义,借鉴了生态学和信息熵的思想,从共识的基本定义出发,发现了熵资产的存在及其稀缺性本质,为通证的本源找到了合理的解释,并逐步推导出一个完整的理论体系。

共识经济学认为建立共识的本质是创造具有稀缺性的熵资产,而通证则是对熵资产的一种数量化手段;无论是挖矿类共识还是投票类共识,成功的共识机制必须具有内在的收敛特性;创造熵资产的过程是消耗通证和法币资源的过程,存在一个最优赋能三角实现两种资源的最优配置,而通证的法币价格则是通证相对于法币的替代效应;存在一个最小网络规模,如果无法达到这一阈值,熵资产归零,共识创建失败,而币值管理的目标则是建立一种长期预期管理机制。

本系列白皮书是对共识经济学理论的基本阐述,并非市场研究报告或案例分析,因此并不会引用或评价任何具体的项目案例或材料,但可以帮助使用者建立独立的项目开发工具或市场分析框架,以完善区块链项目的设计和运营。

2. 从中本聪共识展开

区块链的核心思想来源于经典的中本聪共识(Nakamoto Consensus)。大多数人已经意识到区块链项目的开发实际上是一个生态系统的建设工作,共识在其中扮演了关键性的角色。BCE理论也将生态学的观点引入到区块链中,认为:

区块链项目是一个由共识机制驱动的生态系统进化问题。

在考察了关于生态系统的经典文献后,BCE理论借鉴了Robert M. May在1976年《自然》杂志上发表的文章《极复杂生态动力学的简单数学模型》中提出的观点:“无论稳态点,还是稳定循环的分叉继承,简单且确定的数学方程式在动态行为中占据了惊人的比重。”

复杂的生态系统可以用简单的数学方程进行描述,这一思想也是奥卡姆剃刀法则的一种应用。中本聪共识同样遵循了奥卡姆剃刀法则,成为整个区块链生态体系的基准(Benchmark)。中本聪共识可简化为两个规则:最长链法则和工作量证明机制(PoW)。迄今为止所有的区块链项目均是对中本聪共识的变形或改造,更准确的说是对上述两个基准规则的放松,即:最长链不再是在100%强约束条件下的最长,而是被放松到更低的概率水平上;工作量证明机制也不必是100%的能力证明,而是允许一定的不可靠性。这些改造的目的皆在提高共识机制的运行效率,用牺牲一部分公平的方式来换取更快的共识生成效率,并且基于一个现实中合理的观念:小概率事件是不太可能发生的,有瑕疵的公平也是公平的。

通证的价值则与共识紧密相关,例如比特币的价值正是源于中本聪共识的强约束条件,而任何对共识的放松都会导致通证价值的下降。现实当中并不是所有的区块链项目都能够自律的遵循最小化改造的原则,因而出现了大量滥用最长链法则和工作量证明机制的行为,导致共识与通证价值相背离,从而无法创造出持续扩张的共识生态,项目最终运行失败,通证沦为“空气币”。

空气币的大量出现暗示着在共识与通证之间存在着一个缺失的环节,这是导致“币圈”和“链圈”脱节的技术原因,为了补上完整的逻辑链条,需要重新考察共识的本质。

3. 共识是熵

共识是什么?它从哪里开始,又到哪里结束?中本聪共识可以描述为两个简单规则,但它们的本质又是什么?

多数人喜欢沉迷于关于通证的数字游戏中,因为那是一个人人都看得见的“有形之手”。 但BCE理论认为如果缺乏对共识的深刻认识,关于通证的一切论证都是无意义的,因此本部分将从共识的定义展开讨论。

人们常常会说“强的共识,弱的共识”或者“好的共识,坏的共识”。中本聪共识对拜占庭问题的处理能力使其隐含了上述两个内容,可表述为:大多数人达成的共识便是好的共识。然而这是一个过于笼统的描述,BCE理论给出了更为精确的描述:

大多数人达成的共识更有可能是好的共识。

“更有可能(more likely)”意味着共识可以作为一个概率进行描述。基于上述思想,引入共识函数的定义,即:

 CFt+1 = f(CFt), 0≤CFt≤1

其中CF作为共识函数(Consensus Function)的英文简写,取值在0到1之间,例如0代表完全没有共识,0.5代表50%达成共识,1代表完全达成共识。上述函数形式表明当前时刻的共识会影响到下一个时刻的共识,显然区块链项目的设计目标是让CF尽快从0增长到1,从零共识达到完全共识。

共识函数可能有多种形式,但为了提供一种简洁的设计工具, BCE采用生态学中一种较为常用的函数形式(May,1976)作为共识函数的基准模型,即:

CFt+1= CFter(1-CFt)

图1绘出了上述共识函数的模拟曲线。横轴代表区块链网络的规模,纵轴代表共识函数值。很显然,在共识函数中引入了一个重要的因子r,它的取值直接影响到共识函数从0增长到100%的速度:当r值越大,共识可以更快的接近100%。关于r的内涵,后文会不断进行讨论。

 

​拥抱未来:重塑区块链的经济逻辑                                                                                     图1. 共识曲线

共识的本质是形成预期(或概率),预期的本质则是熵。根据香农的信息熵理论,共识的形成可以理解为熵值的减少,即系统中确定性信息的增加。当共识为CFt时,对应的熵值为 It 。 It = -lnCFt。共识函数可以改写为:∆I = It – It+1 =r(1-CFt)。由此可见,控制因子r是对熵值变化量∆I的测度。

下面考察∆I的特性。在初始时刻,共识水平为零,此时∆I = r。随着时间推移,共识水平不断增加,∆I值下降直到零(如图2)。r值的大小直接决定了整个系统的总熵值变化量,即图2中的三角形面积。

                                                                                        

​拥抱未来:重塑区块链的经济逻辑                                                                         图2. 熵值变化图

4. 通证锚定熵资产

一旦r值固定下来,意味着总的熵值变化量是确定的,因此熵具备了稀缺性,可以称之为熵资产。通证是对熵的一种数量化方式,每一个单位的通证代表一份熵,数字资产本质上是以通证来度量的熵资产。

在完全竞争市场的假设下,通证的自由交易会形成价格信号,这一价格信号反映的是熵资产的价值。但通证的发放通常不是一次性的,而是一个渐进的过程,既存在着事先确定的发放行为,也存在着不确定性的发放行为,导致实际的定价机制要复杂的多。

通证锚定的是熵资产的数量。熵资产的变化存在不确定性,通证可能相对熵资产的数量过多或者过少,使其价值发生波动。因此通证的持有者和潜在持有者会通过判断通证与熵资产的偏离程度来决定通证的持有数量。这一行为可以采用如下的随机模型描述。

S = e-ηΔt[P•Φ(d-)]

其中,Φ(d_ )表示通证短缺的概率,P代表法币价值,S代表通证价格。

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Q0为初始熵资产数量,μ为熵资产增长率;σ为随机因素,δ0为通证数量,Δt为无限小量。

上述模型表明:通证的价格取决于两个因素,投入的法币价值以及人们对通证相对于熵资产短缺概率的预期。该模型是一个金融定价模型,后续会给出一个经济学意义上的定价模型。

5. 熵本位

在进一步讨论通证之前,需要深入理解熵。熵是一种看不见摸不着的东西,它衡量的是混沌系统中(不)确定性信息的数量。熵值的下降暗示了系统组织性和一致性的增加(或混乱的减少),即共识水平的提高。从共识函数到熵的推导是一个意外但合乎逻辑的发现。在社会和经济类等非物理系统中,对熵进行测度是非常困难的,这为通证的存在留下了合理的解释。

“挖矿”是一个降低系统熵值,创造熵资产的过程。每个主体都可以为熵值的下降做出贡献,并因此获得通证。在中本聪共识的强约束条件下,通证的数量严格对应于熵资产,这是一种熵本位主义。但其他的共识均对中本聪共识进行了放松,使得通证脱离了熵本位。

公链应当严格遵循熵本位。对于公链质量的评估应当从两个方面考虑:第一,是否构建了一个具有熵本位特征的基准共识机制(稳定性);第二,是否有效的支持通证在熵本位的基础上进行合理偏移(灵活性)。与金本位制度类似,公链必须要建立一个确定的熵资产池,并以一种稳定可预测的方式输出熵资产。

共识与熵资产的关系已经论证清楚,下面论证熵资产与通证的关系。

目前流行的两类基准共识包括工作量证明机制和权益证明机制。工作量证明机制以消耗现实资产为代价,无论是时间,能源还是资金,在现实世界中均可用法币定价,因此工作量证明机制可以被认为是以消耗法币资源来创造熵资产,这种熵资产创造的转化率可以认为是100%。

权益证明机制模拟了民主社会投票的方式建立共识,并不消耗法币资源,但如果不消耗任何资源又如何创造熵资产?

事实上,权益证明机制消耗了通证资源。在一个投票过程中,胜出的候选人得票率可能为51%,这意味着仅有51%的通证成功达成了共识,或者说为了建立51%的共识,动用和消耗了100%的通证资源。因此权益证明机制并非是无消耗的,每一次建立共识状态的过程都会消耗一定的通证资源,并按照一定的转化率创造一定量的熵资产。

简单的说,工作量证明机制先有熵资产后有通证,权益证明机制先有通证后有熵资产。创造一个资产的前提是能够准确度量资产的数量,通证作为一种熵资产的度量机制在上述两类共识中的作用方式显然是有差异的。这其中存在一个熵资产与通证之间的转化效率问题,工作量证明机制将熵资产100%转化为通证,而后者的转化效率显著低于100%。

上述两种共识机制均存在着收敛的过程,前者在法币成本曲线的限制下,算力提升受到约束,熵资产的增长速度会逐渐下降,越来越难以达到终点。后者则受到阿罗不可能定理的终极约束,永远无法实现100%的转化效率,最终也将停止在某个极限位置。

为了后续论述的方便,本白皮书将基于工作量证明机制改造的共识机制统称为“挖矿类共识”,将基于权益证明机制改造的共识机制统称为“投票类共识”,并采用“算力因子”描述挖矿算法的收敛特性,采用“转换因子”来描述投票类共识的收敛特性。

任何共识机制必须存在内在收敛性,否则就无法创造熵资产的稀缺性,以此为基础发行的通证最终将归零。

6. 最优赋能三角与替代效应

对“赋能”缺乏精确的描述导致其成为一个文学词汇,但引入熵资产的概念之后,赋能的含义也显而易见,所谓赋能即是创造熵资产的过程。

那么在熵资产总量固定的情况下,是否存在某种最优的方法创造熵资产?在创造熵资产的过程中可以消耗法币资源,也可以消耗通证资源,又是否存在一种最优的资源配置方案?

图3给出了最优资源配置图。每投入一单位的法币或者通证,熵资产(共识)会相应提高,同时通证对法币的替代效应越来越强,最终达到最优配置点A。图3中的阴影三角S1和S2分别代表需要投入的最优通证数量和法币数量。

 

​拥抱未来:重塑区块链的经济逻辑                                                                             图3. 最优资源配置图

上图说明只要同时投入通证和法币资源,并建立通证对法币的替代效应,便能够用最低代价创造熵资产,这就是所谓最优赋能的过程,也自然引申出了通证的法币价格定义。所谓最优赋能是指在创造熵资产过程中,通证和法币的最佳资源配置,图中的阴影称为“最优赋能三角”。所谓通证的法币价格是指达成最优赋能三角时,通证对法币的替代效应。

最优赋能三角中关键的结构特征是S1与S2的比值,故定义:r = S1/S2。

显然控制因子r是通证价格的关键性影响因素。在共识函数中,r的取值决定了共识曲线的形状以及熵资产的数量,而在最优赋能三角中,r体现了通证对法币的替代效应。尽管最优赋能三角是一个简化的线性近似,但是对于通证设计具有重要的启示:

r本质上是一个属性因子,既约束了熵资产的形成速度,又决定了通证的价格。这意味着任何区块链项目的通证发放都受到一个属性因子的制约,在挖矿类共识中,r体现为算力因子,在投票类共识中,r代表转换因子。

从熵资产或者共识的角度看,通证和法币具有同等地位。如果法币足够创造全部的熵资产,那么通证是多余的。正是因为通证在创造熵资产时相对于法币的经济性,才具有了额外的价值。相反,如果发行通证足够创建熵资产,那么法币则是多余的。

通证和法币这种相互依赖的关系反映了数字资产与法币资产短期内无法分割的特点。但从长期来看有可能出现通证与法币的脱离趋势,即“通证的脱媒”:当全球的数字资产达到一定规模,人们有可能更愿意持有通证,而不是法币。

7. 归零风险与币值管理

目前尚未有人发现一个完全不依赖于法币的通证定价模型。在前述的定价模型中,通证的价格依赖于投入法币的资源数量,在最优赋能三角中也存在同样的逻辑。

但另一方面这也意味着法币可能会对通证的价格产生扰动。扰动产生的原因是通证和法币的资源配置偏离了最优赋能三角。

除了波动风险之外,还存在着一种风险为通证归零的风险。通证归零意味着区块链项目的失败。根据定价模型,归零风险是由于对通证短缺概率的预期为零,即 。但预期变为零的情况是极为罕见的,为何会出现预期为零的极端情况? 

为了解释归零风险背后的原因,下面引入最小网络规模的定义。从图1可以看到共识曲线存在一个最快增长点,即随着网络的增长,共识的增长速率不断增加,直到达到50%之后开始减缓,当共识达到50%时的网络规模 即定义为最小网络规模。并不是所有的区块链项目都能够达到最小网络规模,很多项目在达到50%共识之前已经很难继续扩张,无法超越最小网络规模。

在有限的资源条件下,无法达到最小网络规模的区块链项目称为类型I项目,能够达到最小网络规模的项目称为类型II项目。

所谓归零风险主要发生在类型I项目上。通证数量发放过多会带来价格下跌,但并不会导致归零,归零的原因是熵资产归零,熵资产归零的原因是项目最终无法达到最小网络规模,共识建立失败。

由于币值管理经常沦为市场操纵的工具,因此有必要讨论币值管理的方法和范围。

迄今为止,人类尚未发现一种完全自动化的市场调控机制能够处理所有的市场风险,但总体而言,币值管理可划分为两类方法:数量控制和价格控制。数量控制通过调节通证的数量实现,价格控制则通过调节法币资源的数量实现,由此可见币值管理的本质仍是在寻找最优赋能三角。

当前的币值管理侧重于对短期价格的调控,但是BCE理论认为币值管理的真正目标是建立对控制因子r的自动锚定机制,因而是一种长期的预期管理机制。

当前各类区块链项目最大的问题是并没有建立真正的长期预期。尽管限定了通证总量,但是并未形成一个时间上的稳定预期。而币值管理应当着重考虑如何规避归零风险背后的长期预期设计问题。

8. 结语

共识经济学是一个尽可能精简的理论体系,重在解释和解决现实问题,尽管分析过程中使用了一些数学公式和图表,但对于数学知识的要求并不高,读者亦可直接略过。本白皮书是关于共识经济学系列的第I辑,主要目标是为后续的内容奠定理论框架。整个逻辑推导的过程与写作过程同步,关于熵资产的定义也并非事先确定的结论,而是自然而然的分析结果。

在后续的系列中,将逐渐深入到更为技术化的内容上,例如共识机制的设计,通证模型的设计,币值管理工具设计,乃至风险评级方法的设计。最终的目标是建立一个理论上站得住脚,现实当中具有应用价值的方法论体系。当然这是一个极有挑战性的目标,需要更多的专业人员共同参与。

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